КОНДЕНСАТОРЫ © Исакова М.А., 2017
КОНДЕНСАТОРЫ
© Исакова М.А., 2017
Конденсатор – устройство для накопления заряда и энергии электрического поля
Конденсатор
– устройство для накопления заряда
и энергии электрического поля
Основа конструкции плоского
конденсатора —
две токопроводящие
обкладки, между
которыми находится
диэлектрик.
U – напряжение, подаваемое между обкладками конденсатора q – заряд, накапливающийся на пластинах конденсатора (модуль)
U – напряжение, подаваемое между обкладками конденсатора
q – заряд, накапливающийся на пластинах конденсатора (модуль)
Для любого
конденсатора:
U
q
= const
U = С С – электроёмкость конденсатора (характеристика конденсатора) [С] =
![U = С С – электроёмкость конденсатора (характеристика конденсатора) [С] =](https://fs.znanio.ru/d5af0e/85/2d/058417c66722beb242611106ed0f0ea0b7.jpg)
q
U
= С
С – электроёмкость конденсатора
(характеристика конденсатора)
[С] = Ф (фарад)
С
Плоский конденсатор – конденсатор, обкладками которого являются две параллельные пластины, между которыми находится непроводящий материал (диэлектрик) ̶ ̶ – символическое обозначение конденсатора на схеме
Плоский конденсатор –
конденсатор, обкладками которого являются две параллельные пластины, между которыми находится непроводящий материал
(диэлектрик)
̶
̶
– символическое
обозначение
конденсатора на схеме
E Плоский конденсатор d V U =
̶ q
̶ q
E
Плоский конденсатор
d
V
U = A /qо = F ∙ d / qо = E ∙ qо ∙ d / qо = E∙ d
S – площадь пластин плоского конденсатора d – расстояние между пластинами плоского конденсатора
ε – диэлектрическая проницаемость
диэлектрика в конденсаторе S – площадь пластин плоского
конденсатора
d – расстояние между пластинами
плоского конденсатора
Кл 2 Н∙м 2 С = εεо S d εо = 8,85∙10 -12
Кл 2
Н∙м 2
С =
εεо S
d
εо = 8,85∙10 -12
Электроемкость
плоского конденсатора
Особенности соединений конденсаторов:
Особенности соединений
конденсаторов:
При последовательном соединении –
на всех конденсаторах оказывается
одинаковый заряд (так как заряд на изолированном
элементе схемы нулевой)
2) При параллельном соединении –
на всех конденсаторах оказывается
одинаковое напряжение (так как конденсаторы подсоединяются к точкам с одинаковым потенциалом)
С2 1 1 С1 С посл = = С1 С2 С1 С2
С2
1
1
С1
Спосл
=
=
С1
С2
С1
С2
Спосл
Спар
=
=
+
+
С1
С2
Спар
1
R Электроемкость уединённой сферы радиуса
4πεо R
Электроемкость
уединённой сферы радиуса R
С = 4πεо R
R
C = Q / φ
Q
φ =
Q
k =
4πεо
1
Энергия плоского конденсатора:
Энергия плоского
конденсатора:
Ц
Wc = CU 2 /2
C – электроёмкость конденсатора U – напряжение между пластинами
Задача №1 Нарисовать эквивалентную схему конденсаторов для случаев: а) б) ε1 ε2 ε1 ε2
Задача №1
Нарисовать эквивалентную схему конденсаторов для случаев:
а)
б)
ε1
ε2
ε1
ε2
S
S
d
d
ε1
ε2
d
d /2
d /2
S
S
ε1
ε2
S /2
S /2
d
d
параллельное
соединение
последовательное
соединение
U εεо S Задача №2 S d d1 S 2)
q
U
εεо S
Задача №2
S
d
d1
S
2) C =
d
→
C1 =
εεо S
d1
C1 > C
1) т.к. конденсатор подключён к источнику тока, то напряжение на нём – напряжение на источнике: U1 = U
3) C =
=
›
q1 > q
q = CU
d > d1
Как изменятся электроёмкость (C→C1 ), заряд (q→q1) и напряжение (U→U1) на конденсаторе, если, не отключая его от источника тока, пластины сблизить (ε = 1)?
U εεо S Задача №3 S d d > d1 d1
q
U
εεо S
Задача №3
S
d
d > d1
d1
S
2) C =
d
→
C1 =
εεо S
d1
C1 > C
1) т.к. конденсатор отключён от источника, заряд измениться не может: q1 = q
3) C =
=
›
U =
C
U1 < U
Как изменятся электроёмкость (C→C1 ), заряд (q→q1) и напряжение (U→U1) на конденсаторе, если его отключить от источника тока, а пластины сблизить (ε = 1)?
Конденсаторы в электрической цепи, их функции и характеристики.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
